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[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈二虎 袁国庆 孙晟源 唐培安
【背景】线粒体是生物体内一种重要细胞器，是细胞消耗氧和产生能量物质三磷酸腺苷（ATP）的主要场所，在生物体抵抗逆境过程中发挥重要作用。锈赤扁谷盗（Cryptolestes ferrugineus）是一种世界性储粮害虫，具有极强的环境适应性。【目的】分析锈赤扁谷盗呼吸速率及线粒体编码基因对不同环境胁迫的响应，探究线粒体在锈赤扁谷盗抗逆境胁迫中的应激反应。【方法】根据锈赤扁谷盗线粒体基因组数据鉴定获得线粒体编码基因，并设计相应实时荧光定量PCR(RT-qPCR)引物。通过生物测定方法得出锈赤扁谷盗对熏蒸剂（甲酸乙酯）、植物源杀虫剂（鱼藤酮）和储粮保护剂（阿维菌素）的毒力回归方程及LC_(30)，并用该浓度对试虫进行后续药剂胁迫处理。利用RT-qPCR技术解析锈赤扁谷盗线粒体编码基因的时空（不同发育阶段和幼虫不同组织）表达模式。最后，使用CO2检测仪和RT-qPCR技术研究锈赤扁谷盗在高温（35和40℃）、甲酸乙酯、鱼藤酮、阿维菌素、饥饿等逆境胁迫下呼吸速率的变化以及线粒体编码基因的表达模式。【结果】共设计12个线粒体编码基因（除nad6）的定量引物。RT-qPCR结果显示这些线粒体编码基因在3龄幼虫阶段均具有较高表达水平，且线粒体基因在3龄幼虫马氏管中特异性高表达。此外，高温胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率呈现显著上升趋势，线粒体编码基因nad2、cytb及cox2表达水平显著上升，而nad4、nad4L、cox3及atp6则呈现显著下调趋势。甲酸乙酯熏蒸胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率显著降低，12个线粒体编码基因均显著下调表达，其中nad4L和nad5的表达水平仅为对照组的3.48%和1.91%。鱼藤酮和阿维菌素胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率均显著降低，且除cox2外的线粒体编码基因表达量均显著下调。饥饿胁迫下锈赤扁谷盗呼吸速率显著降低，且随着胁迫时间增加，线粒体编码基因表达水平下调愈加显著。【结论】锈赤扁谷盗呼吸代谢速率以及线粒体编码基因表达水平在不同逆境条件下均发生显著变化，暗示线粒体在锈赤扁谷盗适应高温、药剂和饥饿胁迫过程中发挥重要作用。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈二虎 袁国庆 陈艳 陈梦秋 孙晟源 唐培安
【背景】锈赤扁谷盗（Cryptolestes ferrugineus）是重要储粮害虫，其对磷化氢（phosphine）抗性问题尤为突出。线粒体是生物体的重要细胞器，是昆虫进行呼吸代谢反应的核心场所，其中线粒体编码基因参与调节昆虫呼吸速率、能量代谢以及细胞信号转导等生理过程。【目的】明确线粒体编码基因在锈赤扁谷盗磷化氢抗性形成过程中的作用。【方法】通过CO_2检测仪测定锈赤扁谷盗不同磷化氢抗性种群试虫的呼吸速率；利用RT-qPCR技术解析线粒体编码基因在磷化氢抗性水平和呼吸速率均差异最大的锈赤扁谷盗太仓和上海种群试虫中的表达模式，并进行线粒体复合体I和V的活性测定；通过RT-qPCR技术研究关键线粒体编码基因Nad5、Nad6和Atp6对磷化氢胁迫响应的表达模式以及胁迫后线粒体复合体I和V的活性变化。利用RNA干扰（RNA interference,RNAi）技术沉默锈赤扁谷盗线粒体编码基因Nad5、Nad6和Atp6，同时分析上述基因被有效沉默后试虫呼吸速率和磷化氢敏感性变化情况。【结果】锈赤扁谷盗呼吸速率与磷化氢抗性水平呈负相关关系，即害虫呼吸速率均随磷化氢抗性倍数增加而显著下降。RT-qPCR结果表明线粒体编码基因在锈赤扁谷盗磷化氢极高抗种群（太仓种群，RR=1 906.8）表达量显著低于相对敏感种群（上海种群，RR=1.4），且线粒体复合体I和V的酶活性与线粒体基因表达模式相一致。锈赤扁谷盗经磷化氢熏蒸胁迫后，关键线粒体编码基因Nad5、Nad6和Atp6被显著抑制，线粒体复合体I和V的酶活性均显著降低。注射dsRNA有效沉默关键线粒体编码基因Nad5、Nad6和Atp6后，锈赤扁谷盗呼吸速率显著降低，磷化氢敏感性显著下降。【结论】线粒体编码基因参与锈赤扁谷盗磷化氢抗性形成。
[期刊] 中国水产科学
[作者]
王春枝 李忠 梁宏伟 王丹 吴奎 邹桂伟
为研究线粒体ATP酶F1-δ基因在鲢(Hypophthalmichthys molitrix)中的作用,采用RACE-PCR技术克隆出该基因全长,应用半定量RT-PCR法检测该基因在不同组织的表达,应用实时荧光定量PCR法检测急性低氧胁迫过程中不同溶氧浓度下该基因的组织表达变化。结果显示,鲢线粒体ATP酶F1-δ基因全长762 bp,开放阅读框480 bp,编码159个氨基酸残基,5′端非编码区114 bp,3′端非编码区168 bp。鲢与斑马鱼(Danio rerio)线粒体F1-δ编码氨基酸序列的相似性最高,达到89%;与大西洋鲑(Salmo salar)、罗非鱼(Oreochromis ...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈二虎 沈丹蓉 杜文蔚 孟宏杰 唐培安
【目的】作为昆虫表皮重要的结构物质，表皮蛋白（cuticle protein,CP）在昆虫对农药表皮穿透抗性形成过程中承担重要作用。锈赤扁谷盗（Cryptolestes ferrugineus）磷化氢抗性问题日益突出，论文旨在揭示表皮蛋白基因在该害虫磷化氢抗性形成过程中的作用。【方法】基于联合国粮农组织（FAO）推荐的生物测定方法解析5个地理种群（张家港、湘阴、淮安、怀化和太仓种群)锈赤扁谷盗磷化氢敏感性差异。首先通过锈赤扁谷盗转录组数据鉴定获得4个表皮蛋白基因，进而构建系统发育树，并对相应氨基酸序列进行分析。利用基因定量技术（RT-qPCR）解析上述4个锈赤扁谷盗表皮蛋白基因时空（不同发育阶段和成虫不同组织）和不同磷化氢抗性水平下的表达模式，以及表皮蛋白基因对磷化氢胁迫响应的表达模式。使用RNAi(RNA interference)技术对特定的表皮蛋白基因（CfRR2-1）进行沉默，并研究CfRR2-1被有效沉默后锈赤扁谷盗磷化氢敏感性变化情况。【结果】磷化氢敏感性测定结果显示，不同地理种群锈赤扁谷盗磷化氢敏感性水平差异显著，药剂抗性倍数（RR）范围为7.2—1 906.8。系统发育分析显示锈赤扁谷盗4个表皮蛋白均隶属于CPR家族RR2亚家族，且它们氨基酸序列都拥有RR2型几丁质结合域，将其分别命名为CfRR2-1、CfRR2-2、CfRR2-3和CfRR2-4。基因表达模式分析显示4个表皮蛋白基因均在锈赤扁谷盗蛹期特异性高表达，且在成虫外周组织中表达水平较高；此外，表皮蛋白基因均在磷化氢极高抗种群中（太仓种群，RR=1 906.8）显著高表达，且锈赤扁谷盗经磷化氢熏蒸胁迫后，表皮蛋白基因可被显著诱导表达。最后，选择CfRR2-1进行功能验证，注射dsRNA干扰极高抗种群（TC）CfRR2-1的表达后，导致锈赤扁谷盗对磷化氢抗性水平显著降低。【结论】表皮蛋白基因过表达参与锈赤扁谷盗磷化氢抗性形成。
[期刊] 中国农业科学
[作者]
秦嗣军 吕德国 李志霞 马怀宇 刘灵芝 刘国成
【目的】探讨东北山樱幼苗对水分胁迫的响应机制,为评价其资源特性提供理论和实践依据。【方法】采用持续干旱和淹水处理,测定根系呼吸途径和相关酶活性、呼吸底物、叶片叶绿素荧光参数等指标的变化过程,比较分析东北山樱幼苗对不同程度水分胁迫响应特征的差异及形成机制。【结果】持续干旱和淹水胁迫对东北山樱幼苗根系呼吸等生理代谢造成严重影响。干旱胁迫1 d后根系活力即受到严重抑制,而淹水胁迫在3 d后表现为迅速降低;干旱胁迫后根系呼吸速率先升高,第5天时达到峰值后迅速降低,而淹水胁迫前5 d无明显变化,之后也迅速降低。水分胁迫1 d时根系呼吸各生化途径和电子传递途径比例未发生明显变化,而后三羧酸循环(TCA)、...
关键词：
东北山樱 水分胁迫 呼吸代谢
[期刊] 海洋渔业
[作者]
唐保军 魏伟 邹雄 岳彦峰
为了评估细角螺苗种对低盐胁迫的耐受能力,将细角螺(Hemifusus ternatanus)幼螺养殖盐度自27逐渐降低至22、18和14,测定处理后不同时间细角螺幼螺的耗氧率和排氨率。结果显示,盐度27降至22后幼螺耗氧率先显著降低,在第二天升至对照组水平,此后略有波动但均与盐度27无显著差异;盐度降至18与对照组无显著性差异;盐度降至14,细角螺的耗氧率先有显著升高,后与对照组相比无显著差异。盐度从27降至22后,幼螺的排氨率在第一、第二天显著升高,其后逐渐降低,盐度自22降至18和14,排氨率呈先降低后升高的趋势。盐度22处理后幼螺的氧氮比先降低后升高,盐度18和14处理组先升高后逐渐降低...
关键词：
细角螺 幼螺 耗氧率 排氨率 氧氮比
[期刊] 华北农学报
[作者]
李川 乔江方 朱卫红 代书桃 黄璐 张美微 刘京宝
为了探明玉米重要自交系花粒期高温胁迫下转录组基因的表达差异,发掘玉米响应高温胁迫的关键基因和蛋白质,明确高温胁迫引起玉米减产的机理,从而利用分子生物学技术手段提高玉米耐高温胁迫性。首先,利用Ampha~(TM)Z30花粉活性分析仪检测高温胁迫和正常生长条件下玉米自交系昌7-2、郑58的花粉活性。然后收集花粉提取总RNA,利用Illumina Hiseq2000~(TM)高通量测序技术分别对昌7-2、郑58花粒期高温胁迫材料和正常生长条件下的对照材料进行全转录组测序,序列结果分析后获得差异显著表达基因。通过差异基因维恩图(VENN图)重叠区域分析、GO功能分类和富集统计、KEGG pathway通路分类和富集分析以及转录因子分析,获得玉米花粒期高温胁迫相关的重要差异表达基因和蛋白质。花粉活性检测结果显示,高温胁迫后和正常生长条件下,昌7-2花粉活性分别为24. 37%,42. 89%,郑58花粉活性分别为35. 57%,64. 83%。高温胁迫后在昌7-2花粉转录组中共检测到4 176个显著差异表达基因,郑58花粉转录组中共检测到5 487个显著差异表达基因。KEGG pathway通路分类和富集分析结果显示,高温胁迫后郑58的花粉转录组中有2 062个差异表达基因富集到399个相关通路上,昌7-2的花粉转录组中有1 943个差异表达基因富集到352个相关通路上。转录因子分析结果表明,共获得55个转录因子家族,其中,有45个转录因子包含10个以上差异表达基因。研究表明,通过对玉米自交系花粒期高温胁迫后花粉转录组测序获得了大量的差异显著表达基因信息,昌7-2、郑58对高温胁迫响应机制存在明显差异,热激蛋白(Hsps)、热激转录因子(Hsfs)、生长素(IAA)基因和磷脂酰基醇-4,5-二磷酸基因家族(PIP2)在响应玉米花粒期高温胁迫过程中起着重要作用。
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
谢深喜 张秋明 熊兴耀 Carol Lavatt
水分胁迫会引起植物基因表达发生变化,这些变化可能导致植物从细胞水平上进行调节,并适应这种水分胁迫的环境.虽然前人从细胞水平上对水分胁迫的反映进行了大量的研究,但随着研究的不断深入,人们发现从分子水平上弄清楚植物对胁迫的反应显得更为重要.就植物细胞对水分胁迫感知、基因表达调控及ABA的合成与调控方面进行了综述.
关键词：
基因表达 水分胁迫 影响
[期刊] 西南农业学报
[作者]
周蕊 邓永学 王进军 崔晋波 李平
在30℃、75%RH条件下研究赤拟谷盗Tribolium castaneum与锈赤扁谷盗Cryptolestes ferrugineus的种间竞争,并采用Votka-Volterra种间竞争模型进行拟合。结果表明,赤拟谷盗与锈赤扁谷盗混合饲养时的种群数量均小于单独饲养时的种群数量,两物种之间存在着显著的种间竞争关系。属于资源利用型竞争;单独饲养和混合饲养条件下赤拟谷盗的种群数量均大于锈赤扁谷盗的种群数量;混合饲养条件下两个物种可以共存,并形成稳定的平衡状态,在这个竞争系统中,赤拟谷盗为优势种。
关键词：
种间竞争 赤拟谷盗 锈赤扁谷盗
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
谢昶琰 金昕 李岩 石晓倩 刘慧冉 徐阳春 董彩霞
[目的]本文旨在探讨缺铁胁迫下杜梨幼苗铁素吸收与转运相关生理生化特性和相关基因时空表达的差异,为解决梨树生产中极易产生的缺铁黄化问题提供理论依据。[方法]以杜梨幼苗为试材,采用全根及分根水培法,设置正常供铁(40μmol·L~(-1) FeNa-EDTA,简写为+Fe)及缺铁(0μmol·L~(-1) FeNa-EDTA,简写为-Fe)、分根供铁(1/2根供40μmol·L~(-1) FeNa-EDTA、1/2根供0μmol·L~(-1) FeNa-EDTA,简写为+Fe SR和-Fe SR)处理,研究铁素对杜梨幼苗的根系形态、质外体铁、有机酸含量等及相关基因表达的影响。[结果]处理12 d时,-Fe、+Fe SR和-Fe SR处理的总根长分别是相应处理0 d的1.76、3.02和3.20倍;不同铁处理根际pH值随时间的上升趋势均比+Fe处理缓慢;Fe~(3+)还原酶活性随不同铁处理时间先增强后下降;缺铁处理下根和叶中有机酸含量始终高于正常供铁处理。缺铁处理下铁吸收和转运相关基因表达显著上调,并随时间呈不同的变化规律,其中根系IRT1、FRO2、HA7基因2 d即显著上调表达,NRAMP1在中、后期(6 d)显著上调表达;CS1、CS2和NAS1在根系和叶片均表达,而NAS2和FRD3仅在根系表达;YSL3仅在叶中表达,且在8 d时显著上调表达。[结论]缺铁胁迫显著改变杜梨的根系形态,根系铁吸收相关的基因表达加强,根系还原能力提高;同时,调控有机酸类物质合成和转运的基因也上调表达,有利于促进铁螯合物由根系向地上部转运。
关键词：
杜梨 缺铁胁迫 根系 分根 基因表达
[期刊] 华北农学报
[作者]
蔡兆明 程春红 傅敏 王殿东
为了挖掘茎瘤芥响应盐胁迫和根肿菌胁迫过程中发挥功能的生长素响应因子基因(ARF),对进一步研究其在茎瘤芥抗逆过程中的基因功能提供依据。通过生物信息学方法对ARF家族基因启动子顺式作用元件进行分析,采用qPCR的方法对茎瘤芥ARF家族基因在不同器官以及盐胁迫和根肿菌胁迫下的表达模式进行分析。结果表明,在ARF家族基因启动子上发现了多个响应生长素、盐胁迫和病原菌胁迫的顺式作用元件。BjARF1A和BjARF4B在叶中表达水平高,BjARF7C在根中表达水平高。在盐胁迫处理3 h后,BjARF1B和BjARF2B在根中受到强烈诱导表达;处理6 h后,BjARF9A和BjARF13E也受到显著诱导表达。在根肿菌处理条件下,相比于0 h对照,BjARF3A和BjARF3D分别在病原菌处理12,24 h后受到强烈的诱导表达;BjARF13B则在处理后持续下调表达且下调程度逐渐加强。综上所述,筛选到4个显著响应盐胁迫和3个显著响应根肿菌胁迫的ARF家族基因,为进一步研究其基因功能奠定了研究基础。
[期刊] 草业科学
[作者]
袁惠君 苏照中 王春梅 张瑞艳 关玉晨 李学勇 鲍婧婷
蜡质诱导因子1(wax inducer 1/SHN1, WIN1/SHN1)与植物的抗逆性密切相关。为研究WIN1在耐旱经济灌木扁果枸杞(Lycium barbarum ssp. Bianguo)中的功能及其应用前景，本研究用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术从扁果枸杞中克隆了LbWIN1，构建了LbWIN1融合增强型绿色荧光蛋白(EGFP)的载体并表达在拟南芥(Arabidopsis thaliana)原生质体中进行亚细胞定位，用实时荧光定量PCR法(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)分析LbWIN1的表达特征。结果表明，LbWIN1基因长1 103 bp，含600 bp的开放阅读框，编码199个氨基酸，含有1个高度保守的AP2结构域。系统进化树分析发现，LbWIN1蛋白与茄科番茄(Solanum lycopersicum) SlWIN1和辣椒(Capsicum chinense) CcWIN1的同源性高达99%。亚细胞定位分析证明LbWIN1蛋白定位于细胞核。LbWIN1基因在叶、茎、根中均表达，其表达量受NaCl、渗透胁迫和外源脱落酸(ABA)诱导，表明LbWIN1参与旱生植物响应盐和干旱等非生物胁迫。
[期刊] 华北农学报
[作者]
杨根平 荆家海
利用呼吸抑制剂和解偶联剂探讨了在渗透胁迫下大豆下胚轴细胞透性与呼吸速率之间的关系,结果表明,渗透胁迫和呼吸抑制剂KCN、解偶联剂DNP均可以引起大豆下胚轴细胞透性显著增大,尤以DNP的效应最大.各处理下,透出物中以K~+为主.渗透胁迫下,呼吸速率降低;细胞透性增大与渗透胁迫程度呈正相关,而与呼吸速率下降和ATP含量呈显著负相关.
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
连春盎 李健 李吉涛 冯艳艳
为了研究离水干露对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)呼吸代谢能力的影响,以常温干露(22–24℃)、低温干露(4℃)2个实验组和1个对照组进行脊尾白虾干露胁迫实验,于胁迫后60、90、120、180 min取组织,测定琥珀酸脱氢酶(SDH)、细胞色素氧化酶(CCO)、延胡索酸还原酶(FRD)、乳酸脱氢酶(LDH)4种呼吸代谢酶活力和乳酸含量。结果显示,常温干露组肝胰腺、鳃、肌肉SDH和CCO活力随干露时间的延长而降低,且显著低于对照组(P<0.05);FRD、LDH活力和肌肉乳酸含
关键词：
脊尾白虾 干露 呼吸代谢酶 无氧代谢
[期刊] 林业科学
[作者]
陈立松 刘星辉
以抗旱性不同的 2a生盆栽实生荔枝 (LitchichinensisSonn .)幼苗为试验材料 ,研究了水分胁迫对荔枝叶片呼吸代谢有关的几种酶活性的影响。结果表明 :(1 )水分胁迫下 ,叶片相对含水量 (RWC)减少 ,抗旱性较强的“东刘 1号”下降的幅度小于抗旱性弱的“陈紫”。 (2 )水分胁迫下 ,荔枝叶片线粒体膜结合酶Mg2 + AT Pase和Ca2 + ATPase活性增加 ,乙醇酸氧化酶活性下降 ;抗旱性较强的品种Mg2 + ATPase和Ca2 + ATPase活性增加的幅度以及乙醇酸氧化酶活性下降的幅度均大于抗旱性较弱的品种。 (3 )水分胁迫下 ,荔枝叶片葡萄糖 ...
关键词：
荔枝 水分胁迫 呼吸酶活性
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